Únicos brasileiros convidados a publicar no livro, os profs. Vitor da Silva Rosa e Deovaldo de Moraes Júnior produziram pesquisa inédita sobre agitação e aquecimento de fluidos em tanques, visando à qualidade dos produtos como água, leite, combustíveis e sucos, entre outros.  Os estudos foram feitos no Laboratório de Operações Unitárias, referência nacional.

De 11 capítulos escritos sobre o mesmo tema – aquecimento de fluidos em tanques com agitação- produzido pelos engenheiros e professores Vitor da Silva Rosa e Deovaldo de Moraes Júnior, únicos brasileiros da obra, é o mais acessado por meio de downloads, do livro  “Heat Exchangers – Design, Experiment and Simulation”.

Enquanto o artigo de Vitor da Silva Rosa e Deovaldo de Moraes Júnior havia sido baixado cerca de 590 vezes, até a noite de terça-feira (8/11), os  trabalhos dos demais pesquisadores, todos estrangeiros, não haviam chegado a 450 downloads. O motivo desse interesse é que a pesquisa dos professores da Unisanta apresentou informações inéditas, enquanto as dos demais pesquisadores foram revisões e compilações de literatura científica a respeito do tema.

Prof. mestre Vitor da Silva Rosa

O artigo do prof. mestre Vitor da Silva Rosa e do prof. doutor Deovaldo de Moraes Júnior aborda o  aquecimento ideal de fluidos em tanques de agitação. Dessa agitação e  aquecimento corretos nos tanques depende a qualidade de diversos produtos, inclusive alimentos como sucos, iogurtes e leite pasteurizado, além de água potável e combustíveis, entre outros.

Prof. Dr. Deovaldo de Moraes Júnior

A pesquisa de Silva Rosa e de Moraes Júnior foi feita nos equipamentos didáticos produzidos no Laboratório de Operações Unitárias (LOU) da Universidade Santa Cecília (Unisanta). O Laboratório, coordenado por Moraes Júnior, é utilizado em pesquisas de doutorado, mestrado e de graduação, além de serem utilizados com fins didáticos. Considerado referência nacional, o Laboratório produz módulos didáticos adquiridos por mais de 150 instituições de ensino públicas e particulares.

O livro  “Heat Exchangers – Design, Experiment and Simulation”,  da editora  Intech, pode ser acessado gratuitamente no endereço:

https://www.intechopen.com/books/heat-exchangers-design-experiment-and-simulation.  

A obra pode ser adquirida na sua forma física. Os editores são S. M. Sohel Mursh e Manuel Matos Lopes e os artigos selecionados foram citados no Book Index in Web of Science.

A editora já publicou mais de 3000 títulos com acesso superior a 98 milhões de downloads, em 151 países.

Importância dos tanques com agitação

A qualidade de vida da população está em parte diretamente relacionada com a utilização e o consumo de alimentos, fármacos, produtos de higiene e limpeza, produtos têxteis, combustíveis, materiais para a construção civil, papel, água potável e tratamento de resíduos, afirma Vitor da Silva Rosa.

Esses insumos em geral são produzidos e elaborados em processos, cujos principais equipamentos são os tanques com impulsores mecânicos, que promovem a transferência de calor e a mistura entre líquidos, sólidos com líquidos e gases com líquidos. Dessa forma, a eficácia operacional desses equipamentos interfere diretamente nos custos e na qualidade dos produtos.

O capítulo do livro publicado trata sobre projetos de superfícies de troca térmica para aquecimentos de fluidos newtonianos (água, gasolina, álcool, sucos diluídos) em tanques com agitação, explica o prof. eng. Vitor da Silva Rosa.

Os fluidos newtonianos (água, leite, gasolina, álcool) são caracterizados por terem sua viscosidade (parâmetro que caracteriza a resistência de um fluido ao escoamento.  Por exemplo, o mel escoa com muita dificuldade quando comparado com a água  constante, independente das tensões aplicadas, variando apenas com a temperatura. Nos fluidos não-newtonianos (polpas de frutas, pastas, extratos, tintas, resinas, ketchup, maionese, mostarda), a viscosidade varia com as tensões aplicadas e temperatura.

“Nesse capítulo, reunimos de forma didática todas as equações concernentes a tanques e suas aplicações e limitações, de tal forma que fique fácil ao aluno e ao engenheiro projetar essas unidades. Ao final, colocamos um exemplo prático de projeto, para melhor entendimento”.

Conforme o pesquisador, a transferência de calor em tanques pode ser dividida em dois tipos de processos: aquecimento ou resfriamento. Em relação ao aquecimento em tanques com agitação, o projeto visa determinar qual deve ser a área de troca de calor necessária para suprir as condições desejadas no processo.

Por exemplo, se um tanque é projetado para aquecer 1000 litros de água de uma temperatura de 20°C para 50°C durante um tempo de 30 minutos, a área de troca térmica projetada deve ser capaz de suprir essa necessidade sem margens de erro. Entretanto, esse projeto depende de inúmeros parâmetros como a geometria do tanque (cilíndrico ou quadrado), do tipo de impulsor (axial e radial), do tipo de fluido (pastas, líquidos, emulsões, suspensões) e do tipo de superfície de aquecimento (jaquetas, serpentinas e chicanas tubulares.

Em função de quatro publicações anteriores de Vitor da Silva Rosa e Deovaldo de Moraes Júnior, em conceituadas revistas internacionais (classificação A1, mais alta da CAPES), eles foram convidados (únicos brasileiros) a escrever um capítulo naquele livro de acesso livre mundial.

Laboratório referência nacional 

Os pesquisadores da Unisanta projetam e constroem, no Laboratório de Operações Unitárias, módulos de ensino para experiências diversas, adquiridos por várias instituições de ensino públicas e particulares. Cerca de 150 desses módulos foram adquiridos por mais de 25 instituições de ensino do País.

O Laboratório de Operações Unitárias (LOU) da Unisanta, desde 1999, sob a liderança do Professor Deovaldo de Moraes Júnior, iniciou as pesquisas com aquecimento em tanques com agitação, através de uma bancada de ensino e pesquisa, o que forneceu diversos trabalhos de conclusão de curso e publicações em congressos nacionais de iniciação científica, como o CONIC SEMESP.

Formado em Engenharia Química pela Unisanta, atualmente  Vitor da Silva Rosa leciona na Universidade e faz doutorado na USP, com previsão de término no último bimestre de 2017.